Efeito Doppler é o nome do fenômeno físico apresentado pela primeira vez pelo físico austríaco Johann Christian Doppler em 1842.
Doppler trouxe a concepção de que a frequência de uma onda notada por um observador é mudada se existe um movimento relativo entre a fonte da onda e o observador.
Simplificando tudo isso, o efeito Doppler poderia ser observado, por exemplo, no caso da sirene de ambulância parecendo mais aguda conforme ela se aproxima e mais grave conforme ela se afasta. Esse se trata de um fenômeno físico ondulatório existente se há aproximação ou distanciamento entre a fonte dessa onda e quem a observa.
A velocidade de propagação de uma onde dependerá do meio através do qual ela se propaga. Desse modo, ainda que a fonte ou o observador se movimente, não haverá mudanças na velocidade de propagação de ondas, mas sim no comprimento da onda e na frequência dela que chega até o observador.
Johann Christian Doppler
Johann Christian Doppler nasceu no ano de 1803, em Salzburgo, Áustria, e a contribuição mais importante desse físico austríaco para a ciência foi a formulação teórica desse efeito que leva o seu nome.
Doppler publicou seu trabalho sob o título de “Über das farbige Licht der Doppelsterne” (“Sobre a luz colorida das estrelas duplas”) no ano de 1842, onde descreveu como o movimento relativo entre a fonte de luz e um observador impactaria a cor notada da luz. Essa seria a primeira vez que tal conceito foi formalizado, dando espaço muitas aplicações em variadas áreas da ciência.
Efeito Doppler na Medicina
Na medicina, o efeito Doppler é bastante usado em ultrassonografia, ainda mais na avaliação de fluxo sanguíneo.
O chamado de ultrassom Doppler permite realizar a medição da velocidade e da direção do fluxo sanguíneo nos vasos sanguíneos, o que é essencial para diagnosticar condições como no caso de coágulos sanguíneos, estenoses (estreitamentos) arteriais e demais anomalias vasculares.
Esse dispositivo faz a emissão de ondas sonoras de alta frequência que refletem nas células sanguíneas em movimento. A alteração na frequência de tais ondas refletidas, provocada pelo movimento das células, é utilizada no cálculo da velocidade do fluxo sanguíneo. Há ainda o Doppler fetal portátil, que é um aparelho usado para escutar os batimentos cardíacos do feto.
Efeito Doppler na Luz
O efeito Doppler ainda se aplica a ondas eletromagnéticas, como no caso da luz. Se uma fonte de luz se movimenta em direção a um observador, então há a compressão das ondas de luz, gerando um deslocamento para o azul (blueshift) no espectro visível.
Mas se a fonte se afasta, acontece o inverso, resultando em um deslocamento para o vermelho (redshift).
Este conceito é essencial na astronomia, pois torna possível que os cientistas determinem a velocidade e a direção de movimento das estrelas e também das galáxias. Um exemplo é a observação do desvio para o vermelho em galáxias distantes sendo uma evidência essencial na teoria da expansão do universo.
Outras aplicações
Além das aplicações citadas, o efeito Doppler possui outras significativas. No radar de velocidade, qual é usado pelas forças policiais, esse efeito mede a velocidade de veículos em movimento quando calcula a mudança de frequência de ondas de rádio refletidas.
Na meteorologia, os radares Doppler são utilizados na detecção da velocidade de tempestades e ventos, ajudando na previsão do tempo e identificação de fenômenos perigosos, como no caso de tornados.
Experimento para comprovar o Efeito Doppler
Outro importante indivíduo que ajudou no desenvolvimento do Efeito Doppler foi o meteorologista e químico holandês Christophorus Buys Ballot. Ballot teve um papel importante na verificação experimental desse fenômeno físico.
Mesmo que Johann Christian Doppler tenha teorizado o efeito em 1842, foi Buys Ballot o responsável por fornecer uma das primeiras verificações experimentais de tal fenômeno em 1845.
A contribuição de Buys Ballot surgiu da necessidade de comprovar de forma empírica a teoria de Doppler, que até então era controversa. E para realizar isso ele organizou um experimento simples, porém eficaz, no qual usou músicos e um trem. Em seu experimento, Ballot pôs um grupo de músicos tocando determinadas notas num trem em movimento.
Observadores que estavam de pé na estação ferroviária ouviram as notas quando o trem se aproximava e em seguida quando ele se afastava. E então os observadores notaram uma diferença na frequência das notas: essas soavam mais agudas se o trem se aproximava e mais graves se ele se afastava.
Este experimento se tratou de uma das primeiras confirmações práticas do Efeito Doppler e solidificou a validade dessa teoria.
A abordagem de Buys Ballot foi importantíssima para que a comunidade científica daquele período aceitasse que o movimento relativo entre uma fonte e um observador afetasse a frequência percebida de ondas (sonoras ou de luz).
Mas além da verificação do Efeito Doppler, Buys Ballot também é conhecido pelas contribuições para a meteorologia. Ele foi o responsável por formular a chamada de Lei de Buys Ballot, descrevendo a relação entre a direção do vento e as áreas de elevada e baixa pressão atmosférica. Tal lei é essencial para a previsão meteorológica.
SOUSA, Priscila. (20 de Agosto de 2024). Efeito Doppler - O que é, conceito, na medicina e aplicações. Conceito.de. https://conceito.de/efeito-doppler